KOMPRESI DAN PENGAMANAN CITRA MENGGUNAKAN LOSSLESS CHAOS-BASED CRYPTO COMPRESSION SCHEME
Sunario Megawan 1) , Irpan Adiputra Pardosi 2) , William Chaiyanda 3) , Louis Adam Rivandy 4) , Joshua 5) 1,2,3,4,5) Program StudiTeknik Informatika STMIK Mikroskil Indonesia Medan Jl. Thamrin No. 112, 124, 140 Medan 20212 Medan Telp (061)-4573767 e-mail : sunario@mikroskil.ac.id ,irpan@mikroskil.ac.id, williamChai26@gmail.com, louisadamr77@gmail.com, joshuatanjayaa@gmail.com

## Abstrak
Pada  era  digital  sekarang  ini,  citra  digital  mudah  disimpan  atauditransmisikan  melalui  saluran  publik sepertiinternet.Pengiriman  citra  melalui  saluran  publikrawan  akses  ilegal  dan  dapat  merugikan  pemilik  citra digital.  Selain  masalah  keamanan,  masalah  lain  yang  muncul  adalah  ukuran  citra  yang  besar  dapat  memboros penggunaan  kapasitas  penyimpanan.Metode  yang  dapat  digunakan  untuk  melakukan  kompresi  dan  sekaligus pengamanan  terhadap  citra  adalah  metode  Lossless  Chaos-Based  Crypto  Compression  Scheme.  Metode  ini melakukan  kompresi  terhadap  citra  dengan  menggunakan  metode  Arithmetic  Coding  (AC)  yang  telah dimodifikasi  dengan  adanya  tambahan  penggunaan  kunci  untuk  mengacak  hasil  AC,  sehingga  hanya  orang- orang tertentu yang dapat mendekripsi dan mendekompresi citra kembali ke awal. Pengacakan dilakukan dengan menggunakan  Logistic  Map  (LM)  pseudo  random  bit  generator  untuk  membangkitkan  bit  acak  yang  akan mengacak  hasil  kompresi  dari  metode  AC.Hasil  penelitian  berupa  aplikasi  yang  dapat  digunakan  untuk mencegah  akses  ilegal  terhadap  citra  digital  yang  bersifat  rahasia  dengan  cara  melakukan  proses  enkripsi terhadap citra dan  menghemat kapasitas ruang penyimpanan harddisk dengan cara  melakukan proses kompresi terhadap citra.
Kata Kunci : Kriptografi, Citra Digital, Kompresi Data

## 1. PENDAHULUAN
Enkripsi  citra  merupakan  teknik  untuk melindungi  kerahasiaan  citra  dari  pengaksesan ilegal. Enkripsi diperlukan karena dalam era digital sekarang  ini  citra  digital  mudah  disimpan  atau ditransmisikan  melalui  saluran  publik  seperti internet.  Pengiriman  citra  melalui  saluran  publik rawan terhadap penyadapan, dan penyimpanan citra di dalam media storage rawan terhadap pengaksesan  oleh  pihak-pihak  yang  tidak  memiliki otoritas[7].Hal-hal seperti ini dapat dicegah dengan melakukan  pengamanan  terhadap  citra  digital melalui proses enkripsi. Masalah lain  yang  muncul adalah  ukuran  citra  yang  besar  dapat  memboros penggunaan  kapasitas  penyimpanan  [2].  Oleh karena  itu,  dibutuhkan  proses  kompresi  untuk menghemat  ruang  penyimpanan  dan  sekaligus pengamanan  padacitra  agar  citra  hanya  dapat diakses oleh pihak tertentu.
Beberapa metode yang dapat digunakan untuk melakukan  kompresi  dan  enkripsi  terhadap  citra digital  adalah  penelitian  berjudul  ”A  Modified Encryption  Algorithm  for  Compression  of  Color Image” yang menggunakan metode Data Encryption  Standard  (DES)  untuk  enkripsi  dan metode  kompresi  Huffman  untuk  kompresi  [5]. Penelitian  lainnya  dibuat  oleh  Kale  dan  Natikar yang menggunakan metode Rivest-Shamir- Adleman  (RSA)  dan  3-D  Advanced  Encryption Standard  (3D-AES)  untuk  enkripsi  dan  metode Shanon  Fano  untuk  kompresi  [3].  Kemudian
penelitian pada tahun 2014 berjudul "Designing an Efficient  Image  Encryption  Then  Compression System  with  Haar  and  Daubechies  Wavelet" membahas  mengenai  enkripsi  citra  dengan  random permutation  dan  kompresi  citra  menggunakan Discrete  Wavelet  Transform  (DWT)  [1].  Dalam studi  ini,  digunakan  skema  baru  dalam  melakukan kompresi  lossless  dan  enkripsi  gambar.  Kompresi lossless  dilakukan  oleh  Arithmetic  Coding  (AC) sementara  enkripsi  didasarkan  pada  generator  bit pseudorandom berbasis chaos, sehingga metode ini dinamakan  dengan  Lossless  Chaos-Based  Crypto Compression Scheme.
Semua  penelitian  terdahulu  menggunakan metode  enkripsi  yang  terpisah  dengan  metode kompresi.  Kedua  tahapan  dijalankan  pada  waktu yang  berbeda  (enkripsi  dulu  baru  kompresi,  atau kompresi  dulu  baru  enkripsi),  sehingga  waktu proses  yang  dibutuhkan  menjadi  relatif  lebih  lama. Metode  yang  diusulkan  pada  aplikasi  yang dikembangan  penelitian  ini,  melakukan  proses enkripsi dan sekaligus kompresi terhadap citra yang bersifat rahasia. Kedua tahapan dijalankan sekaligus sehingga dapat menghemat waktu. Proses kompresi  dan  sekaligus  enkripsi  dilakukan  dengan menggunakan metode Arithmetic Coding ( AC ) yang telah  dimodifikasi  dengan  adanya  tambahan penggunaan  kunci  untuk  mengacak  hasil AC , sehingga  hanya  orang-orang  tertentu  yang  dapat mendekripsi  dan  mendekompresi  citra  kembali  ke awal[6].

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Proses  kompresi  data  dan  proses  enkripsi dilakukan  dengan  menggunakan  kombinasi  dari metode Arithmetic  Coding ( AC )  dan chaos-based pseudorandom  bit  generator .  Proses  enkripsi  dan kompresi  dilakukan  dengan  pemberian  nilai  awal (inisialisasi)  pada  variabel  yang  digunakan  pada proses kompresi dan dekompresi, dapat dilihat pada algoritma 1: [6]
Selanjutnya dilanjutkan dengan proses enkripsi dan kompresi data menggunakan algoritma 2:
Untuk melakukan proses deskripsi dan dekompresi dapat menjalankan algoritma 3:

## 3. METODE PENELITIAN
Proses  kompresi  dan  enkripsi,  serta  proses dekompresi  dan  dekripsi  dengan  menggunakan menggunakan Lossless Chaos-Based Crypto Compression  Scheme ,  atau  dalam  hal  ini  adalah kombinasi  antara  metode Arithmetic  Coding  (AC) dan Logistic  Map ( LM ) pseudo  random  bit generator dapat  digambarkan  dalam  bentuk flowchart , seperti terlihat pada gambar 1.

## START
Input Citra Input Kunci Output Citra Terkompresi END Input Kunci Output Citra Dekompresi START Input Citra END TAHAP KOMPRESI DAN ENKRIPSI TAHAP DEKOMPRESI DAN DEKRIPSI Proses Inisialisasi Awal Proses Kompresi dan Enkripsi Proses Inisialisasi Awal Proses Dekompresi dan Dekripsi
Gambar 1. Proses Pengamanan dan Kompresi Citra Digital

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  ini  menghasilkan  aplikasi kompresi  dan  pengamanan  citra  digital  dengan menggunakan Lossless Chaos-Based Crypto Compression  Scheme .  Tampilan aplikasi dapat dilihat  pada  gambar  2.Untuk  memulai  proses kompresi  dan  enkripsi  citra,  pengguna  dapat menekan  tombol  “Kompresi  dan  Enkripsi”  pada toolbar di atas form utama dari aplikasi. Forminput kunci  enkripsiakan  tampil  seperti  terlihat  pada gambar  3.  Untuk  menghasilkan  nilai  kunci  secara acak,  pengguna  dapat  menekan  tombol  “Acak” pada form  input kunci  enkripsi.  Nilai  kunci generator bit  acak  adalah  nilai y1 , y2 dan y3 yang diisi dengan nilai antara 0 dan 1. Contoh nilai kunci yang digunakan seperti terlihat pada gambar 3.
Gambar 2. Tampilan Citra pada Form Utama
Gambar 3. Nilai Kunci Enkripsi yang
Digunakan
Setelah nilai kunci dimasukkan, pengguna menekan tombol “OK” pada form input kunci untuk memulai proses  kompresi  dan  enkripsi  terhadap  citra.  Hasil proses  kompresi  dan  enkripsi  citra  berupa  citra biner yang dapat dilihat pada gambar 4 berikut.
Gambar 4. Hasil Proses Kompresi dan Enkripsi
Pengujian  dilakukan  pada  aplikasi  yang  dihasilkan untuk  mengetahui  keberhasilan proses enkripsi dan kompresi citra digital dengan menggunakan 10 citra digital.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada  tabel  1 dan tabel 2.
Tabel 1. Hasil Pengujian Proses Kompresi
Tabel 2. Hasil Pengujian Nilai Kunci dengan Selisih Interval Kunci yang Kecil
5. KESIMPULAN Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan,  maka  dapat  disimpulkan  beberapa  hal sebagai berikut :
1. Aplikasi  dapat  digunakan  untuk  mencegah akses ilegal terhadap citra digital yang bersifat rahasia dengan cara melakukan proses enkripsi terhadap citra. Citra yang telah di kompresi dan dienkripsi,  berhasil  dikembalikan  ke  citra semula  dengan  nilai  kunci  yang  sama, sebaliknya  citra  hasil  kompresi  dan  enkripsi tidak dapat dikembalikan ke citra awal dengan nilai  kunci  yang  berbeda  meskipun  dengan perbedaan  nilai  yang  sangat  kecil,  sehingga dapat  disimpulkan  bahwa  nilai  kunci  yang digunakan  dalam  proses  pengamanan  harus sama.
2. Aplikasi  dapat  digunakan  untuk  menghemat kapasitas ruang penyimpanan harddisk dengan cara melakukan proses kompresi terhadap citra yang  diketahui  dari  hasil  pengujian    dengan rasio 51.98% sampai 79.39%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]Aujla, H.K., dan Sharma, R., 2014, Designing an Efficient Image Encryption-Then- Compression System with Haar and
Daubechies  Wavelet ,  Punjab  Technical University, India.
[2]  Hardianto,  R.H.,  2017, Implementasi  dan Analisis Kompresi Hybrid pada Citra Medis Digital  Hasil  Rontgen  Kanker  Payudara , Telkom University, Bandung.
[3]Kale  dan  Natikar,  2014, Secured  Mobile
Messaging  for  Android  Application  using 3D-AES, PGP and Steganography ,
Vishwabharati Academy, India. [4]  Madhu,  B.,  et.al.  2016, An  Overview  of  Image Security Techniques , Visvesvaraya Technological University, India.
[5] Mariselvi, C., dan Kumar, A., 2014, A Modified
Encryption  Algorithm  for  Compression  of Color Image , ManonmaniamSundaranar University, Ayikudy.
[6]Masmoudi,  A.,  dan  Puech,  W.,  2014 ,  Loseless Chaos-Based  Crypto-Compression  Schme for  Image  Protection ,  University  of  Sfax, Tunisia.
[7]  Rinaldi  Munir,  2012, Analisis  Keamanan Algoritma Enkripsi Citra Digital Menggunakan  Kombinasi  Dua  Chaos  Map dan Penerapan Teknik Selektif , JUTI: Jurnal Ilmiah  Teknologi  Informasi,  Surabaya.